8.3 Fázy riešenia fyzikálnych úloh
Pri riešení fyzikálnych úloh sa riešiteľova pozornosť zaostruje na zostrojenie takej činnosti, ktorá umožní riešiteľovi samotné riešenie. Táto činnosť má svoje nadväzujúce kroky, kde riešiteľ v niektorých s týchto krokov využíva už osvojené metódy, postupy podľa určitého pravidla(Koubek, 1987, s.37).
Mnohí autori uvádzajú rôzne stratégie riešenia fyzikálnych úloh. Uvádzame schému riešenia fyzikálnych úloh, ktorá sa odporúča najmä žiakom na školách gymnaziálneho typu (Janovič et al., 1999, s. 86-88).
1. Formulácia a zápis textu úlohy
Úlohu môžeme žiakovi zadať viacerými spôsobmi, napr. ako:
a) trojrozmerný model javu,
b) obrazový model javu,
c) text opisujúci jav,
d) opisujúci jav s trojrozmerným modelom, obrázkom.
2. Porozumenie textu úlohy
Prvotné slovné zadanie úlohy ešte nezahŕňa nič, čo by priviedlo pozorovateľa k situácií, aby získal potrebné informácie o pozorovanom objekte. Prirodzene sa ponúkajú pomocné otázky, ktoré vedú k novému vymedzeniu úlohy. Takýto pozmenený text už v sebe zahŕňa vymedzenie cieľu riešenia, ktoré sa v prvotnom zadaní nenachádzalo. Pozorovateľ, ktorý tento cieľ objaví, sa mení na riešiteľa úlohy. Podmienka na uskutočnenie tejto premeny je dostatočná motivácia a stále udržanie jeho záujmu o úlohu.
3. Prvá predstava o riešení úlohy
Tu sa radí vytvorenie hypotézy na základe riešiteľových prvých predstavách o riešení. Táto predstava súvisí s jeho jednoduchými úvahami o možnostiach riešenia, o daných fyzikálnych veličinách, o zaradení úlohy do určitej témy alebo aspoň do určitého tematického celku. Takto vytvorená hypotéza vedie k ďalšiemu kroku, ku logickej analýze.
4. Logická analýza
Synonymá k tomuto kroku sú: myšlienkový experiment, náčrt situácie, kreslenie kvalitatívnych grafov. Cieľom logickej analýzy je vytvoriť jadro konštrukcie takého modelu, ktorý by riešiteľ využil pri riešení fyzikálnej úlohy.
5. Doplnenie chýbajúcich dát
Tento krok schémy je potrebný práve v prípadoch, kedy zadanie fyzikálnej úlohy nie je kompletné. Riešiteľ si ho doplní informáciami nevyhnutnými pre riešenie, ktoré môže čerpať z tabuliek fyzikálnych konštánt, z grafov a pod. Chýbajúce poznatky tiež môže získať pomocou skúseností, či už meraním alebo pozorovaním.
6. Všeobecné riešenie
Cieľom tohto kroku je, aby bol riešiteľ schopný vyjadriť vlastnosť skúmaného objektu ako fyzikálnu veličinu v závislosti od iných fyzikálnych veličín. Tieto iné fyzikálne veličiny možno nájsť v zadaní, alebo v tabuľkách fyzikálnych konštánt.
7. Riešenie s dosadením daných hodnôt
Pri dosádzaní daných hodnôt treba dbať na presné písanie výrazov spolu s jednotkami výslednej veličiny.
8. Záver a jeho slovné vyjadrenie
Slovné formulovanie záveru má spĺňať formu, ktorá získaný poznatok vyjadrí čo najpresnejšie.
9. Diskusia o výsledku
Tu sa riešiteľovi odporúča porovnať výsledok s hypotézou a s výsledkami analýzy úlohovej situácie. Bolo by správne prediskutovať aj iné možné riešenie úlohy.
10. Hľadanie nových fyzikálnych súvislostí medzi výsledkom riešenia a inými známymi javmi
Posledný krok tejto schémy by mal u žiakov vzbudzovať záujem o ďalšie, hlbšie poznávanie. Pri správnej motivácií, by riešiteľ bol nabudený k riešeniu ďalších úloh.
Táto schéma splní svoj vzdelávací cieľ vtedy a len vtedy, ak žiak bude vedieť klásť podobné otázky v rôznych úlohových situáciách. Žiak si osvojí pravidlá, ktoré mu pomôžu v budúcnosti riešiť fyzikálne úlohy, ale naučia ho aj samostatnému vyhodnocovaniu výsledkov svojej aktivity.
Žiak, ktorý si riešenie určitej fyzikálnej úlohy rozpracuje do istej schémy poznávania, má isto viac možností v hľadaní riešenia ako ten žiak, ktorý s takou schémou nepracuje. Táto úvaha je zhrnutá aj v nasledujúcom citáte.
„Žiakovi, ktorý nemôže vyriešiť úlohu, učiteľ niekedy hovorí: "Rozmýšľaj!" Ale jeho pokyn je v mnohých prípadoch neužitočný, pretože žiak nevie riešiť úlohu práve preto, že nevie ako má rozmýšľať. Naučiť sa myslieť znamená uvedomiť si, čo o nejakom jave vieme a vykonať základné myšlienkové operácie pri jeho poznávaní....” (Janovič et al. 1990, s. 140)
Ako sme sa dozvedeli, riešiť fyzikálne úlohy nie je jednoduché, to znamená, že žiaci sa musia pridŕžať istej schémy, aby úlohy vyriešili a samotné riešenie ich obohacovalo vo vedomostiach. Ak však chce učiteľ zistiť, kam činnosť žiakov, ale aj jeho samotná činnosť smeruje, teda či sú dosahované ciele vyučovania, musí preverovať vedomosti žiakov, zisťovať, ktoré vedomosti si osvojili a ako s nimi pracujú. Realizuje širokú kontrolu vedomostí, ktorá je spojená s hodnotením žiakov. Čo to vlastne hodnotenie je, aké ciele zastáva a aké funkcie plní sa dozvieme v nasledujúcich kapitolách.